【大单元教学课件】微专题2从相互作用的角度研究行星运动

微专题2从相互作用的角度研究行星运动情境导入通过上节课的学习，我们知道了行星绕太阳运动的基本规律，并将行星的运动模型简化为匀速圆周运动。而做圆周运动的物体都需要向心力，那么是什么力提供了行星绕太阳做圆周运动时所需的向心力，如何确定这个力的大小和方向呢？学习活动1、关于行星绕太阳运动的原因，历史上有很多的科学家提出过自己的解释，那么是什么原因阻碍了他们获得正确的认识？任务一经历推导行星与太阳间的引力公式的过程开普勒：行星的运动是由于太阳磁力吸引的缘故，磁力与距离成反比。胡克：行星的运动是太阳引力的缘故，并且力的大小与到太阳距离的平方成反比。重力是由地球引力引起的。正确认识到行星的运动是由力的作用引起的，且正确猜想出了力的大小与距离之间的关系。但由于没有建构起力与运动之间的系统性规律，最后都没能给出普适性的解释，停留在定性猜想阶段。学习活动2、牛顿是如何认识行星运动问题的？继承了伽利略、笛卡尔等科学家提出的“惯性”概念。并进一步思考物体不做直线运动的原因给出力的定义并总结出牛顿运动三定律，从而系统性地给出了力与运动之间的关系。利用建立的物理概念和规律并结合开普勒行星运动定律推导太阳与行星间的引力笛卡尔牛顿开普勒学习活动3、推导太阳与行星间引力的方向及大小行星绕太阳的运动简化为匀速圆周运动。行星质量为m,行星与太阳间的距离为r。引力提供行星做圆周运动所需的向心力，方向沿着太阳和行星之间的连线

将不易测量量v转化为周期T

牛顿第三定律学习活动1、假设地球对月球的作用力与太阳对行星的作用力是同一种力，其表达式是怎样的？月球在这个力下绕地球做圆周运动，其向心加速度的表达式是怎样的？任务二验证太阳对行星的作用力与地面上的重力遵循相同规律月球绕地球的运动简化为匀速圆周运动。月球和地球的质量分别为为m、m1,月球与地球间的距离为r。

学习活动2、假设地球对地面上的苹果的作用力也是同一种力，其表达式是怎样的？树上掉落的苹果在这个力的作用下做什么运动，其加速度的表达式是怎样的？将地球简化为一个球体，苹果下落时做自由落体运动。苹果和地球的质量分别为为m2、m1,地球的半径为R。

学习活动3、根据太阳对行星引力公式计算出的这两个加速度之比应该是多少？查阅资料，计算出月球绕地球做圆周运动的向心加速度a月，并求出a月与重力加速度g的比值，它与理论推导知相等吗？

通过理论值与实际值的比较可知，太阳与行星间的作用力与其他地球、月球之间的作用力以及地球与其表面物体之间的作用力的性质是相同的。学习活动1、任意两个物体之间都存在引力吗？如果存在，为什么当两个人靠近时，并没有吸引在一起？任务三正确理解万有引力定律

月-地检验地球与月球之间的作用力、地球与其表面物体之间的作用力也遵循同样规律万有引力定律自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上。引力的大小与这两个物体质量的乘积成正比，与这两个物体之间的距离的平方成反比。检验是否适用于地球与月球之间的作用将定律推广到一般情况

学习活动2、牛顿在推出万有引力定律时，是否测量出了引力常量G的数值？卡文迪许扭称实验1789年卡文迪许利用他所发明的扭称首次测量出了G的具体数值

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